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管狀電加熱器加熱方式(一)

更新時間:2015-09-06  點擊次數(shù): 1101次
 管狀電加熱器幾種加熱方式介紹:
1、感應加熱
利用導體處于交變電磁場中產(chǎn)生感應電流(渦流)所形成的熱效應使導體本身發(fā)熱。根據(jù)不同的加熱工藝要求,感應加熱采用的交流電源的頻率有工頻(50~60赫)、中頻(60~10000赫)和高頻(高于10000赫)。工頻電源就是通常工業(yè)上用的交流電源,世界上絕大多數(shù)國家的工頻為50赫。感應加熱用的工頻電源加到感應裝置上的電壓必須是可調(diào)的。根據(jù)加熱設備功率大小和供電網(wǎng)容量大小,可以用高壓電源(6~10千伏)通過變壓器供電;也可直接將加熱設備接在380伏的低壓電網(wǎng)上。
中頻電源曾在較長時間內(nèi)采用中頻發(fā)電機組。它由中頻發(fā)電機和驅動異步電動機組成。這種機組的輸出功率一般在50~1000千瓦范圍內(nèi)。隨著電力電子技術的發(fā)展,已使用的是晶閘管變頻器中頻電源。這種中頻電源利用晶閘管先把工頻交流電變換成直流電,再把直流電轉變成所需頻率的交流電。由于這種變頻設備體積小,重量輕,無噪聲,運行可靠等,已逐漸取代了中頻發(fā)電機組。
高頻電源通常先用變壓器把三相 380伏的電壓升高到約2萬伏左右的高電壓,然后用閘流管或高壓硅整流元件把工頻交流電整流為直流電,再用電子振蕩管把直流電轉變?yōu)楦哳l率、高電壓的交流電。高頻電源設備的輸出功率有從幾十千瓦到幾百千瓦。
感應加熱的物體必須是導體。當高頻交流電流通過導體時,導體產(chǎn)生趨膚效應,即導體表面電流密度大,導體中心電流密度小。
感應加熱可對物體進行整體均勻加熱和表層加熱;可熔煉金屬;在高頻段,改變加圈(又稱感應器)的形狀,還可進行任意局部加熱。
2、介質(zhì)加熱
利用高頻電場對絕緣材料進行加熱。主要加熱對象是電介質(zhì)。電介質(zhì)置于交變電場中,會被反復極化(電介質(zhì)在電場作用下,其表面或內(nèi)部出現(xiàn)等量而極性相反的電荷的現(xiàn)象),從而將電場中的電能轉變成熱能。
介質(zhì)加熱使用的電場頻率很高。在中、短波和超短波波段內(nèi),頻率為幾百千赫到300兆赫,稱為高頻介質(zhì)加熱,若高于300兆赫,達到微波波段,則稱為微波介質(zhì)加熱。通常高頻介質(zhì)加熱是在兩極板間的電場中進行的;而微波介質(zhì)加熱則是在波導、諧振腔或者在微波天線的輻射場照射下進行的。
電介質(zhì)在高頻電場中加熱時,其單位體積內(nèi)吸取的電功率為P=0.566fEεrtgδ×10(瓦/厘米)
如果用熱量表示,則為:
H=1.33fEεrtgδ×10(卡/秒·厘米)
式中f為高頻電場的頻率,εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù),δ為電介質(zhì)損耗角,E為電場強度。由公式可知,電介質(zhì)從高頻電場中吸取的電功率與電場強度E的平方、電場的頻率f以及電介質(zhì)的損耗角δ成正比。E和f由外加電場決定,而εr則取決于電介質(zhì)本身的性質(zhì)。所以介質(zhì)加熱的對象主要是介質(zhì)損耗較大的物質(zhì)。
介質(zhì)加熱由于熱量產(chǎn)生在電介質(zhì)(被加熱物體)內(nèi)部,因此與其他外部加熱相比,加熱速度快,熱效率高,而且加熱均勻。
介質(zhì)加熱在工業(yè)上可以加熱熱凝膠,烘干谷物、紙張、木材,以及其他纖維質(zhì)材料;還可以對模制前塑料進行預熱,以及橡膠硫化和木材、塑料等的粘合。選擇適當?shù)碾妶鲱l率和裝置,可以在加熱膠合板時只加熱粘合膠,而不影響膠合板本身。對于均質(zhì)材料,可以進行整體加熱。

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